7.3 输入输出口的扩展(1)
第7章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
74LS138是”3-8”译码器，具有3个选择输入端， 可组成8种输入状态。8个输出端，分别对应8种输 入状态中的1种，0电平有效。
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
7.2 数据存储器的扩展
MCS-51单片机内部有128B的RAM存储空间。
内部RAM通常作为工作寄存器、堆栈、软件标志 和数据缓冲区。
第七章 单片机的系统扩展
2864有四种工作方式，如表7-2所示。
第七章 单片机的系统扩展
7.1.3 程序存储器的扩展方法
1. 总线的连接与时序
第七章 单片机的系统扩展
图7-5为MCS-51单片机程序存储器的操作时序。
第七章 单片机的系统扩展
2.单片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
3.多片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
8255A的控制字
（1）工作方式控制字
第七章 单片机的系统扩展
（2）置位／复位控制字
第七章 单片机的系统扩展
例如，若将07H写入控制字 功能：PC3置位
若将08H写入控制字
功能：PC4复位
【例】 要求A口工作在方式0输入，B口为方式1输出， C口高4位PC7~PC4为输入，C口低4位PC3~PC0为 输出。设8255控制器地址为FFFDH MOV DPTR, ＃0FFFDH
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
2. 8255A芯片的控制字及其工作方式
方式0——基本输入/输出方式。 方式1——选通输入/输出方式。 方式2 ——双向传送方式。
端口A可工作于方式0、1、2，端口 B只可工作于 方式0、1，端口C只可工作于方式0。
822-ROM芯片及扩展方法文档资料
P0 ALE
80C31
WR
P2.7
RD
74LS273 74LS244
D1
Q1
D2
Q2
D3
Q3
D4
Q4
D5
Q5
D6
Q6
D7
Q7
D8
Q8
CP CLR
≥1
+5V
1Y1 1A1 1Y2 1A2 1Y3 1A3 1Y4 1A4 2Y1 2A1 2Y2 2A2 2Y3 2A3 2Y4 2A4
001-----------A口 010-----------B口 011-----------C口 100-----------计数器低8位 101-----------计数器高6位及计数
器方式设置位
三、工作方式设置及状态字格式
1、方式设置
PA：A口数据传送方向设置位。0--输入；1--输出。 PB：B口数据传送方向设置位。0--输入；1--输出。 PC1、PC2：C口工作方式设置位。
输出PCH PCL 指令
二、RAM扩展方法 1、数据存储器
常用的数据存储器SRAM芯片有6116﹑6264﹑62256等。
6116
A7 1
24 Vcc
A6 2
23 A8
A4 3
22 A9
A4 4
21 WE
A3 5
20 OE
A2 A1
6 7
6116
19 18
A10 CE
A0 8
17 D7
D0 9
16 D6
15 I/O3
RDY/BUSY A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
众智科技HGM4100LT发电机组控制器用户手册
HGM4100LT 发电机组控制器用户手册目次前言 (4)1 概述 (5)2 性能特点 (5)3 规格 (7)4 操作 (8)4.1 按键功能描述 (8)4.2 控制器面板 (9)4.3 自动开停机操作 (10)4.4 手动开停机操作 (10)4.5 应急开机 (10)5 保护 (11)5.1 警告 (11)5.2 停机报警 (13)6 接线 (15)7 编程参数范围及定义 (17)7.1 参数设置内容及范围一览表 (17)7.2 可编程输出口1-5可定义内容一览表 (23)7.3 开关量输入口1-5定义内容一览表 (24)7.4 传感器选择 (26)7.5 起动成功条件选择 (27)8 参数设置 (27)8.1 控制器参数设置 (27)8.2 控制器信息 (28)8.3 语言选择 (28)8.4 历史记录 (28)8.5 维护设置 (28)9 传感器设置 (29)10 试运行 (30)11 典型应用 (31)12 安装 (33)12.1 卡件 (33)12.2 外形及开孔尺寸 (33)13 控制器与发动机的J1939连接 (34)13.1 CUMMINS ISB/ISBE（康明斯） (34)13.2 CUMMINS QSL9 (34)13.3 CUMMINS QSM11（进口） (34)13.4 CUMMINS QSX15-CM570 (35)13.5 CUMMINS GCS-MODBUS (35)13.6 CUMMINS QSM11（西安康明斯） (36)13.7 CUMMINS QSZ13（东风康明斯） (36)13.8 DETROIT DIESEL DDEC III/IV（底特律） (36)13.9 DEUTZ EMR2（道依茨） (37)13.10 JOHN DEERE（强鹿） (37)13.11 MTU MDEC (37)13.12 MTU ADEC（SMART模块） (37)13.13 MTU ADEC（SAM模块） (38)13.14 PERKINS（珀金斯） (38)13.15 SCANIA (39)13.16 VOLVO EDC3（沃尔沃） (39)13.17 VOLVO EDC4 (39)13.18 VOLVO-EMS2 (40)13.19 玉柴 (40)13.20 潍柴 (41)14 故障排除 (42)前言是众智的中文商标是众智的英文商标SmartGen ―Smart的意思是灵巧的、智能的、聪明的，Gen是generator(发动发动机)的缩写，两个单词合起来的意思是让发电机组变得更加智能、更加人性化、更好的为人类服务！不经过本公司的允许，本文档的任何部分不能被复制（包括图片及图标）。
《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展
表7.4 常用SRAM芯片的主要性能
表7.6 80C51与6264的线路连接
7.2 并行I/O扩展
MCS-51系列单片机共有4个并行I/O口，分别是P0、P1、 P2和P3。其中P0口一般作地址线的低8位和数据线使用； P2口作地址线的高8位使用；P3口是一个双功能口，其第 二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一般使用其第二 功能。这样供用户使用的I/O口就只剩下P1口了。另外，这 些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，所以难以满足复 杂的I/O操作要求。因此，在大部分MCS-5l单片机应用系 统的设计中都不可避免地要进行I/O口的扩展。 7.2.1 并行I/O扩展原理 7.2.2 常用的并行I/O扩展芯片
线选法
若系统只扩展少量的RAM和I/O口芯片，可采用线选法。 线选法是把单片机高位地址分别与要扩展芯片的片选端相连，控制选 择各条线的电路以达到选片目的，其优点是接线简单，适用于扩展芯 片较少的场合，缺点是芯片的地址不连续，地址空间的利用率低。
图7.7 片外RAM的读时序
图7.8 片外RAM的写时序
4．数据存储器芯片及扩展电路
(1) 数据存储器 数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用得较多的是 Intel公司的6116(容量为2KB)和6264(容量为8KB)， 其性能 如表7.4所示。 (2) 数据存储器扩展电路 80C51与6264的连接 如表7.6所示。
全地址译码法
利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位地址线进行译 码，以译码器的输出作为外围芯片的片选信号。常用的译码器有 74LS139、74LS138、74LS154等。优点是存储器的每个存储单元只 有唯一的一个系统空间地址，不存在地址重叠现象；对存储空间的使 用是连续的，能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电 路较多，全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用的方法 。
8071第七章输入输出接口技术第一节内容2009.01.20(第三稿)
2.I/O端口独立编址
优点：
I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 I/O指令没有存储器指令丰富
缺点：
80x86采用I/O端口独立编址
2013年8月1日星期四 中北大学《微机原理及接口技术》 37
Байду номын сангаас
2.I/O端口独立编址
特点：
00000H 内存 地址
12
7.1.3 I/O接口的主要功能
对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节，输入接口有缓冲环节 实际的电路常用： 输出锁存缓冲环节，输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络
中北大学《微机原理及接口技术》 24
2013年8月1日星期四
外设接口
输入接口 输出接口 并行接口 串行接口
数字接口
模拟接口
2013年8月1日星期四
中北大学《微机原理及接口技术》
25
输入输出接口的特点
输入接口：
要求对数据具有控制能力（常用三态门实现）
输出接口：
要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
中北大学《微机原理及接口技术》
6
7.1.2 I/O接口概述
为什么需要I/O接口（电路）？
多种外设
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作 速度方面彼此差别很大
它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路
第7章 输入输出系统与接口
计算机通过输入设备获取来自外部的信息。 计算机通过输出设备把处理结果显示出来。
第2页
2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1 接口电路概述 7.1.1 接口基本概念
输入设备：输入信息 输出设备：送出结果 输入设备
各设备的组成 结构、电气性 能和工作原理 各不相同
键盘、鼠标、扫描仪、磁带机、磁盘机、光盘机、 解调器、A/D转换器 输出设备 显示器、打印机、绘图仪、磁带机、磁盘机、光盘 机、调制器、D/A转换器
第8页 2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1.3 接口信号
与计算机交换的信息 数据信息、状态信息和控制信息 。 1．数据信息
数字量 、模拟量 、开关量 2．状态信息
外设发送给计算机，反映外设工作状态 有BUSY和READY
3．控制信息 计算机发送给外设，控制外设的工作
第24页 2013年8月1日星期四
2．输出指令
第7章
输入输出系统及接口
7.3 输入输出的数据传送方式
计算机与I/O接口间的数据传送即数据交换。 数据传送的控制方式 程序直接控制传送方式、中断方式、DMA方式和 I/O处理机方式
7.3.1 程序直接控制传送方式
定义：是指在程序控制下进行的数据传送，通常是 在用户程序中安排一段由I/O指令和其它指令组成的 程序段，直接控制I/O接口的输入/输出操作。
目标寄存器为AX时，读取16位数据 直接寻址 端口地址n只能为8位地址信号，最多可以访问 28=256个不同的端口。对应指令有： IN AL, n ;AL←(n) IN AX, n ;AX←(n)
第23页 2013年8月1日星期四
cha7输入和输出
7.3.2 8255A可编程并行I/O口的扩展
可编程I/O扩展：具有状态寄存和命令寄 存的功能，通过软件编程方式，确定扩 展芯片的工作方式。
典型芯片：8255A，8155。
并行接口芯片8255A
➢ 8255A是Intel公司生产的通用可编程I/O接口电路。 采用＋5V电源供电,具有40条引脚。
两个控制字以D7位状态作为标志： ➢ D7=1，为端口工作方式控制字； ➢ D7=0，为C口置位/复位控制字。
（1）方式控制字，格式如下：
图：8255A的方式控制字
举例
要求：
➢ A端口：方式1输入
➢ C端口上半部：输出，C口下半部：输入
➢ B端口：方式0输出
方式控制字：10110001B或B1H
7.1.2 I/O数据的几种传送方式
为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须 根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。
I/O数据传送的几种传送方式是： 1、程序传送 2、中断传送 3、直接存储器存取（DMA）传送
1、程序传送
CPU与外部设备间的数据传送在程序控制下进行的一 种方式，分为条件传送和无条件传送。
;读入C口信息
JB ACC.7,LOOP2
;BUSY=1?
MOV DPTR,#0FF7CH ;送A口地址
MOV A,@R1
;取数
MOVX @DPTR,A
;数据送A口
INC R1
MOV DPTR,#0FF7Fh ;送控制寄存器地址
MOV A，#00H
;送C口复位控制字
MOVX @DPTR,A
;使PC0=0
（1）无条件传送方式
外部设备总处于“准备好”状态，无需测试，随时 可以传送数据。用于工作速度非常快和非常慢时。
7.3 片内Flash存储器的编程
7.3 片内Flash存储器的编程
目前对片内Flash存储器的编程有两种常用方法： 一种是使用通用编程器编程； 另一种是PC机通过下载线进行在线编程（ISP）。
7.3.1 使用通用编程器的程序写入
通用编程器一般通过串行口或USB口与PC机相连，并 配有相应的驱动软件。在编程器与PC机连接后，在PC机上 运行驱动软件，首先选择所要编程的单片机型号，再调入 调试完毕的程序代码文件，执行写入命令，编程器就将调 试通过的程序代码烧录到单片机片内的Flash存储器中。开 发者只需在电子市场购买一台通用编程器即可完成上述工 作。
7.3 片内Flash存储器的编程
AT89S51单片机片内4KB Flash存储器的基本特性如下：
01 可循环写入/擦除1 000次；
OPTION
02 存储器数据保存时间为10年；
OPTION
03 具有3级加密保护。
OPTION
单片机芯片出厂时，Flash存储器处于全部空白状态（各 单元均为FFH），可直接进行编程。若Flash存储器不全为空白 状态（即单元中有不是FFH），应该首先将芯片擦除（即各个 单元均为FFH）后，才可向其写入调试通过的程序代码。
采用ISP下载程序时，用户目标板上必须装有上述IDC端口， 端口中的信号线必须与目标板上AT89S51的对应引脚连接。注 意，图中的8脚P1.4（）端只是对AT89LP系列单片机有效，ISP下载编程时，只需启动编程软件，按照使用说明 书进行操作即可。
图7-19 2864A与AT89S51单片机的接口电路
学习进步
单片机原理及接口技术（C51编程）（第2版）
7.4.1 并行E2PROM芯片简介
常见的并 行E2PROM芯片 有2816/2816A， 2817/2817A， 2864A等。这些 芯片的引脚如图 7-18所示。
FANUC 0i系统的输入输出信号控制有两种形式
FANUC 0i系统的输入输出信号控制有两种形式FANUC 0i系统的输入/输出信号控制有两种形式，一种是来自系统内装I/O卡的输入/输出信号，其地址是固定的;另一种是来自外装I/O卡(I/O Link)的输入/输出信号，其地址是有数控厂家在编制顺序程序时设定的，连同顺序程序存储到系统的FROM中，写入FROM中的地址是不能更改的。
如果内装I/O卡控制信号与I/O Link控制信号同时作用，内装I/O卡信号有效。
FANUC 0iA系统的PMC多采用SA3型。
1、机床到PMC的输入信号地址(MT?PMC)如果采用I/O Link时机床到PMC的输入信号的地址号为X0~X127;如果采用内装I/O卡时FANUC 0iA系统的信号输入地址为X1000~X1011(96点输入)。
有些输入信号不需要通过PMC而直接由CNC监控。
这些信号的输入地址是固定的，CNC运行时直接引用这些地址信号。
FANUC 0i系统的固定输入地址及信号功能见表4-4。
2、 PMC到机床的输出信号地址(PMC?MT)如果采用I/O Link时PMC到机床的输出信号地址号为Y0~Y127,如果采用内装I/O卡时FANUC 0iA系统的输出信号地址为Y1000~Y1008(72点输出)。
3、 PMC到CNC的信号地址(PMC?CNC)PMC到CNC的信号的地址号为G0~G255这些信号的功能是固定的，用户通过程序(梯形图)实现CNC各种功能的控制。
如系统急停控制信号为G8.4启动信号为G7.2暂停信号为G8.5、空运转信号为G46.7、外部复位信号为G8.7、程序保钥匙信号为G46.3~G46.6、CNC系统状态信号为G43.0、G43.1、G43.2 G43.5、G43.7等。
4、 CNC到PMC的信号地址(CNC?PMC)CNC到PMC的信号的地址号为F0~F255，些信号的功能也是固定的，用户通过顺序程序(梯形图)确定CNC系统的状态。
三菱FX系列输入输出扩展设备
三菱FX 系列输⼊输出扩展设备三菱FX 系列输⼊输出扩展设备在FX 系列的输⼊输出扩展设备中，有[扩展单元]和[扩展模块].[扩展单元]内置电源，在同时扩展输⼊输出时使⽤。
[扩展模块]是以8点或者16点为单位，对基本单元及扩展单元的输⼊输出做微调。
扩展单元扩展单元是内置有电源的输⼊输出扩展设备。
与基本单元⼀样，在扩展单元的后⾯可以连接各种输⼊输出扩展设备或者特殊扩展设备。
AC 电源型扩展单元⼀览型号合计点数输⼊输出点数输⼊输出形式 连接的可编程控制器重量外形尺⼨输⼊16点输出 FX1S FX1N FX2N FX3U FX1NC FX2NCFX3UCW*H*D(mm)FX2N-32ER 32点16点DC24V 继电器 × ○ ○ ○ × × ×0.65kg150*90*87FX2N-32ES 可控硅FX2N-32ET 晶体管FXON-40ER 40点24点DC24V 16点继电器 × ○ × × × × ×0.75kg 150*90*57FXON-40ET 晶体管FX2N-48ER 48点24点DC24V 24点继电器 × ○ ○ ○ × × ×0.85kg 182*90*87FX2N-48ET 晶体管FX2N-48ER-UA1/UL48点24点AC100V24点继电器× ○ ○ ○ × × ×1.0kg220*90*87DC 电源型扩展单元⼀览型号合计点数输⼊输出点数 输⼊输出形式连接的可编程控制器重量外形尺⼨输⼊输出FX1S FX1N FX2N FX3U FX1NC FX2NC FX3UCW*H*D(mm)FXON-40ER-D 40点24点DC24V16点继电器× ○ × × × × ×0.75kg 150*90*87FX2N-48ER-D 48点24点晶体管× × ○ × × × ×0.85kg182*90*87FX2N-48ER-D连接电缆扩展单元中还附带了连接电缆，以便连接在前⾯设备的右侧（长度：55mm ）。
三轴点胶机控制器-手持版说明书V7.3
三轴智能点胶机控制系统QZ-NC0903（手持版）V7.3说明书东莞全职数控科技有限公司目录1.产品介绍 (3)1.1产品概述 (3)1.2功能简介 (3)1.3功能特性 (3)1.4产品列表 (4)2.接线说明图 (5)2.1 控制器接线引脚定义 (5)2.2 控制器接线说明....... . (6)2.3 系统连接示意图 (7)2.4 转接板接线说明 (8)2.5 转接板接线示意图............................................................................................ . (9)2.6 安装尺寸.......................................................................................................... (10)3.按键说明 (11)3.1手持盒按键图 (11)3.2手持盒按键说明 (11)4.手持盒操作说明 (13)4.1开机画面介绍 (13)4.2主菜单功能介绍 (15)4.3新增功能操作 (19)4.4插入指令操作 (28)4.5删除指令操作 (28)4.6复制指令操作 (28)4.7阵列复制操作 (29)4.8偏移操作 (29)4.9批量修改 (30)4.10自动圆角 (30)4.11类型批量修改 (30)4.12系统 (31)4.13执行方式操作 (33)4.14复位方式操作 (33)4.15产量设定 (34)4.16默认参数 (34)4.17拉丝工艺 (35)4.18停机位置 (35)4.19空移速度 (36)4.20定滴功能 (36)4.21对针操作 (36)4.22 MARK点对针操作 (36)4.23 拨码开关说明 (37)5.注意事项 (37)5.1装机事项 (37)5.2常见问题说明与故障排除 (37)1.产品介绍1.1产品概述QZ-NC0903是由本公司专业数控团队为点胶机行业量身定做的低成本、高浓缩、高集成度的智能点胶机控制系统。
第章MCS单片机常用接口00002
设CE1、CE2、CE3 D0～7 分别连接微型机 R/W
D0～7 R/W Ⅰ
的高位地址总线 A13、A14、A15。
CE1 (A13) A0～12
CE2
确定各存储器芯 (A14)
CE
A0～12
D0～7
R/W CE
Ⅱ
A0～12
D0～7
片的地址空间： CE3
R/W CE Ⅲ
字节扩展
(A15)
A0～12
存储器扩展：
1、扩充存储器字长：
2、扩充存储器容量：
二、存储器扩展的一般方法
不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线结构， 与单片机连接都是三总线对接。
另外，电源线接电源线，地线接地线。
1、控制线：程序存储器: /OE----与单片机/PSEN相连 数据存储器: /OE----与单片机/RD相连 /WE----与单片机/WR相连
R/W CE
A0～10
共用片选
位扩展
D0～7 R/W
CE
A0～10
D0～7· R/W
CE
A0～10
地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出。
存储器的字扩展
字扩展即容量(单元数)扩展 方法： 1 片选线并列输出 2 地址线并连 3 读写控制线并连 4 数据线并连
例：三片8KB的存储器芯片组成 24KB 容量的存储器。
第7章 MCS-51单片机常用接口
7.1 MCS-51单片机的最小系统 7.2 存储器扩展 7.3 输入/输出口扩展
MCS-51单片机系统扩展包括： 1、程序存储器扩展； 2、数据存储器扩展； 3、I/O口扩展； 4、定时/计数器扩展； 5、中断系统扩展； 6、串行口扩展。 在本章中只介绍应用较多的程序存储 器扩展、数据存储器扩展和I/O口扩展。
第7章基本系统设计
第7章 TMS320C54x基本系统设计
2) BSP引脚用作通用I/O
在满足下面两个条件的情况下能将串口的引脚(CLKX、 FSX、DX、CLKR、FSR和DR)用做通用的I/O引脚。 (1) 串口的相应部分处于复位状态，即寄存器SPC[1，2]中的 (R/X)RST＝0。 (2) 串口的通用I/O功能被使用，即寄存器PCR中的 (R/X)IOEN＝1。
第7章 TMS320C54x基本系统设计 7.3 A/D和D/A接口设计
3) TLC7528与TMS320VC5402的接口设计
TLC7528与C5402的接口电路如图所示。TLC7528电源采用5V供电，因此 DB0～DB7与D0～D7直接相连。/CS是片选脚，可以利用DSP的IS与地址线A15 经过译码产生片选信号，其地址为7FFFH，/DACA、/DACB为输出通道选择 信号，本电路只使用一个输出DACA，因此直接将此引脚和/CS短接。选择单 极性输出，RFBA端输入运放反馈信号。模拟电压信号从VOA输出。
第7章 TMS320C54x基本系统设计 7.3 A/D和D/A接口设计
2）并行A/D转换器TLV1571的 特点
(1) 与DSP和微控制器兼容的并 行接口。
(2) 二进制/2的补码输出。
(3) 硬件控制的扩展采样。
(4) 硬件或软件启动转换。
3）并行A/D转换器TLV1571的引 脚
说明：
/CSTART:硬件采样和转换启动输入，下 降沿启动采样，上升沿启动转换 /INT/EOC:转换结束/中断
TLC5617数字输入端带有施密特触发器，具有较高的噪声 抑制能力。输入数据更新速率为1.21MHz，数字通信协议符 合SPI、QSPI、Microwire标准。
实习实验用PLC输入输出点数的扩展
实习实验用PLC输入输出点数的扩展【摘要】本文主要介绍了如何用复合按钮和译码器扩展PLC输入输出点数的方法，这些方法简单易行、经济实用，符合职业技术学校实际，只需很少的费用，就可以让原有的PLC发挥更大的作用。
【关键词】PLC；点数；复合按钮；普通二极管；译码器；数码管PLC因体积小、功耗低、性价比高、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛应用于工业控制领域。
但在实际应用过程中，往往存在数字量输入输出点数不够的问题。
为此，常采取更换PLC型号、加装数字量和模拟量扩展模块等办法予以解决。
显然，这样做不但费用昂贵，而且安装、接线、调试也非常复杂，对已经制作或者购置了PLC实习设备的职业技术学校来说，不是一个理想的选择。
下面，本人将结合职业学校实际常用的西门子S7—200PLC设备，用复合按钮、译码器并结合软件设备来扩展PLC输入输出点数，这样就可以很好地解决上述问题。
PLC因体积小、功耗低、性价比高、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛应用于工业控制领域。
但在实际应用过程中，有时需要多个按钮和开关进行控制，或者需要对多个位置和参数进行检测，这样就会出现PLC输入点数不够用的问题，如八层电梯的基本控制，电梯内部须设置八个楼层按钮，用户按哪一层按钮，电梯就上到那一层；每层电梯通道内均设置一个位置开关，用来确定电梯任何时刻的位置；每层电梯口设置上下两个按钮，供用户乘坐电梯前呼叫电梯（为了简单起见，每层上下按钮可以合起来和楼层按钮共用PLC的同一个输入端口）；另外，电梯内部还应设置开门门限开关和关门门限开关，控制电梯门进行准确地开关；设置压力检测开关，以防止电梯门夹人；设置过载检测开关，用于检测电梯是否过载；设置紧急呼救按钮，供用户紧急呼救之用；设置一个数码管，用于显示电梯所在楼层；设置两个电机四个输出，通过控制电机正反转实现电梯升降和开门关门动作；设置一个报警输出，用于意外情况下的报警和呼救；设置一个失电自锁保护输出，用于突然断电时电梯的自锁保护。
输入输出口的扩展
第7章 单片机系统扩展与接口技术
（2） 工作方式控制。
工作方式控制电路有两个, 一个是A组控制电路, 另一个 是B组控制电路。 这两组控制电路共有一个控制命令寄存器, 用来接收中央处理器发来的控制字。
A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分 （PC7~PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分 （PC3~PC0）。
SETB ACC, 0
; 使PC 0=1
MOVX @DPTR, A ; 回送
DJNZ R1, LP1
;
LP2: SJMP $
;
LP3: MOV DPTR, ＃0203H ; 指向C
第7章 单片机系统扩展与接口技术
7.3 输入/输出接口的扩展
7.3.1 8255A可编程并行I/O接口
8255A具有 3 个 8 位并行I/O口, 称为PA口、 PB口和PC口。 其中PC口又分为高 4 位和低 4 位, 通过控制字设定可以选择三 种工作方式: ① 基本输入/输出; ② 选通输入/输出; ③ PA口为 双向总线。
自内部RAM 20H单元开始向打印机输出80个数据的程序 如下:
MOV R0, ＃7FH ; R0 MOV A, ＃8EH ; 方式控制字为8EH
MOV @R0 , A ; MOV R1, ＃20H ; 送内部RAM数据块首地址至指针R1 MOV R2, ＃50H ;
第7章 单片机系统扩展与接口技术
这种方式不需选通信号。PA,PB和PC中任一端口都可以通 过方式控制字设定为输入或输出。
（2） 方式 1: 选通输入/输出方式。共有 3 个口, 被分为两 组。 A组包括A口和PC7~PC4, A口可由编程设定为输入或输出, PC7~PC4 作为输入/输出操作的选通信号和应答信号。B组包括 B口和PC3~PC0, 这时C口作为 8255A和外设或CPU之间传送某 些状态信息及中断请求信号。
PLC输入输出点的合理使用及扩展方法田小军
毕业论文院系洛阳理工专业机电一体化学生姓名田小军教师姓名刘缙王晓峰2010年12月8日目录摘要： (3)（一）节省输入点数的方法 (3)（1）分组输入 (3)（2）矩阵输入 (4)（3）组合输入 (5)（4）输入设备多功能化 (6)（5）输入触点的合并 (6)（6）某些输入信号不进入PLC (7)（7）利用RUN口 (7)（二）节省输出点数的方法 (8)（1）分组输出 (8)（2）矩阵输出 (8)（3）并联输出 (9)（4）负载多功能化 (9)（5）某些输出信号不进入PLC (9)（6）利用输出点扩展输出点 (9)结束语 (10)致谢 (10)参考文献 (11)PLC输入/输出点的合理使用及扩展方法摘要：本文叙述了作者在技工学校的PLC实训教学的教学实践过程中，因受学校所现有型号的PLC限制，造成了学生在进行PLC控制技术实操训练时，由于PLC的输入／输出（I/O）点数不够而无法实现一些较复杂的控制过程的设计，影响学生实训效果的现实情况，作者通过研读有关资料，结合本人的对可编程序控制器的使用经验，总结出几种常用的合理使用PLC 输入/输出（I/O）点及扩展输入/输出（I/O）点的方法及其意义。
关键词：技工学校实训教学 PLC 合理使用扩展输入/输出点AbstractUsing discrete components circuit towers to achieve the level of automation, design a cost-end, high practical value of the water tower water level controller. The water system has tested feature, and so on. The use of an independent ultra-high circuit, the water level in the water level at the end of processing, automatic electric circuit.论文内容在PLC的教学实践中经常碰到I/O点数不够的问题，若通过增加扩展来解决，则需要较大的经济投入，甚至由于可扩展的I/O点数有限以及扩展单元无法安装等原因而无法通过增加扩展来解决。
简单I-O口扩展
P0 74LS 244 AL
E
P2.3 ~ P2.7
RD
74LS 373
2716
Y CS
Y CS
Y CS
Y CS
Y CS
图7.3 多个（例如5个）输入口扩展的电路
1.2 简单输出口扩展
1. 简单输出口扩展使用的典型芯片 简单输出口扩展通常使用74LS377芯片，该芯片是一个具
有“使能”控制端的锁存器。其信号引脚如图7.4所示。其中： 1D～8D为8位数据输入线，1Q～8Q为8位数据输出线，CK为 时钟信号上升沿数据锁存，为使能控制信号，低电平有效。 VCC为＋5V电源。74LS377的逻辑电路如图7.5所示。
表7-1 74LS377功能表
输出口扩展连接：
G
Ck
1
X
0
↑
0
↑
X
0
D
Q
X
Q0
1
1
0
0
X
Q0
扩展单输出口只需要一片74LS377，其连接电路如图7.6所示。
P0.0～P0.7
WR 80C51
74LS377 1D～8D
1Q～8Q CK
G
输出 设备
地址译 码信号
图7.6 74LS377作输出口扩展
单片机原理及应用
1A 3
2A 3
2Y2
1Y3
1A 4
2A 2
2Y1
GN 10
1Y4
11 2A1
D
P0 ALE 74LS 244
RD
74LS373 2716
74LS244
CS1 CS2
输入 设备
地址选通 信号
图7.1 74LS244芯片的引脚 图7.2 74LS244扩展两个输入口
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单片机与控制对象或外部设备之间的数据传送却十分复杂。其复杂性主要表现在以下几个方面：
1、速度差异大
慢速设备如开关、继电器、机械传感器等，每秒钟传送不了一个数据；而高速采样设备，
一、74LS377芯片及扩展举例
下图是74LS377的引脚图和功能表。
如图使用了一片74LS377扩展输出口，如果将未使用到的地址线都置为1则可以得到该片74LS377的地址为7FFFH。如果要从该片74LS377输出数据到单片机中可以执行如下指令：
MOV DPTR，＃7FFFH
MOVX @DPTR，A
三明市高级技工学校
教案用纸附页
教学内容、方法和过程
附记
常规逻辑电路、锁存器，如74LS377，74LS245。MCS—80/85并行接口电路，如8255。RAM/IO综合扩展器件，如8155。
当所需扩展的外部1/O口数量不多时，可以使用常规的逻辑电路、锁存器进行扩展。这一类的外围芯片一般价格较低而且种类较多，常用的如：74LS377、74LS245、74LS373、74LS244、74LS273、74LS577、74LS573。
三明市高级技工学校
教案用纸附页
教学内容、方法和过程
附记
每秒钟要传送成千上万个数据位。面对速度差异如此之大的各类设备，单片机无法以一个固定的时序同它们按同步方式协调工作。
2、设备种类繁多
单片机应用系统中的控制对象或外部设备种类繁多，它们既可能是机械式的，又可能是机电式的，还可能是电子式的。由于不同设备之间性能各异、对数据的要求互不相同，因此无法按统一格式进行数据传送。
MJ/JW-JL-11(15)5年
三明市科
单片机技术
第七章单片机扩展技术和接口技术
第3节输入/输出口的扩展（1）
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
教具
多媒体
授课时间
12.6 3-4节12.14 5-6节
授课班级
09电工班、09电梯班
教学目的
扩展I/O口的原因，功能以及种类
教学重点
和难点
4.数据转换
单片机只能输入和输出数字信号，但是有些设备所提供或所需要的并不是数字信号形式。为此，需要使用接口电路进行数据信号的转换，其中包括：模/数转换和数/模转换。
三、MCS一51单片机常用的扩展器件
MCS一51单片机常用的扩展器件有如下三类：
在扩展I/O接口电路中应具有数据锁存器，以保存输出数据直至能为输出设备所接收。
2.输出数据锁存
在单片机应用系统中，数据输出都是通过系统的公用数据通道（数据总线）进行的，单片机的工作速度快，数据在数据总线上保留的时间十分短暂，无法满足慢速输出设备的需要。
3.输入数据三态缓冲
数据输入时，输入设备向单片机传送的数据要通过数据总线，但数据总线是系统的公用数据通道，上面可能“挂”着多个数据源，工作比较繁忙。为了维护数据总线上数据传送的“次序”，因此只允许当前时刻正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其余数据源都必须与数据总线处于隔离状态。为此要求接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能。
作业：P122 7-8
总结：扩展I/O口的原因，功能，以及种类
74LS377是一种8D触发器，它的/E端是控制端、CLK端是时钟端，当它的/E端为低电平时只要在CLK端产生一个正跳变，D1—D7将被锁存到QO—Q7端输出，在其他情况下Q0—Q7端的输出保持不变。
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教案用纸附页
教学内容、方法和过程
扩展I/O口的功能
复习提问
单片和多片数据扩展的区别是什么？
教学内容、方法和过程
附记
（一）、组织教学
（二）、课前复习：
1、单片数据存储器扩展
2、多片数据存储器扩展
（三）、导入新课
一、为什么要扩展I/O接口
在单片机系统中主要有两类数据传送操作，一类是单片机和存储器之间的数据读写操作；另一类则是单片机和其它设备之间的数据输入／输出（I/O）操作。
3、数据信号形式多种多样
单片机应用系统所面对的数据形式也是多种多样的，例如既有电压信号，也有电流信号；既有数字形式，还有模拟形式。
二、扩展I/O接口电路的功能
在单片机应用系统中，扩展1/O接口电路主要是针对如下几项功能：
1.速度协调
由于速度上的差异，使得单片机的I/O数据传送只能以异步方式进行。设备是否准备好，需要通过接口电路产生或传送设备的状态信息，以此实现单片机与设备之间的速度协调。
附记